- •1.Представление о пространственном и электронном строении молекул органических веществ. Понятие карбкатион, карбанион, радикал; факторы, влияющие на их стабильность.
- •2.Номенклатура органических соединений: систематическая (iupac), радикально-функциональная, тривиальные названия. Основные принципы номенклатуры iupac.
- •5.Алканы, нахождение в природе. Основные направления переработки и использования алканов.
- •6.Алканы. Химические свойства: галогенирование (механизм), нитрование, окисление, сульфохлорирование, сульфоокисление.
- •Iupac рекомендует называть геометрические изомеры по следующей номенклатуре:
- •Реакция Коупа
- •8. Химические свойства алкенов: реакции электрофильного присоединения (галогенирование, гидрогалогенирование, гидратация), их механизм. Правило Марковникова и его объяснение.
- •9.Стереохимия реакций присоединения к двойной связи алкенов (на примере бронирования циклогексена, цис- и транс-алкенов).
- •10. Реакции радикального присоединения к двойным связям алкенов (присоединение по Карашу). Механизм, объяснение региоселективности.
- •11. Реакции аллильного замещения в алкенах. Аллильный радикал, его строение и причина повышенной стабильности.
- •12. Реакции окисления алкенов. Озонолиз, эпоксидирование, реакция Прилежаева, гидроксилирование. Окисление алкенов, катализируемое солями палладия(II)
1.Представление о пространственном и электронном строении молекул органических веществ. Понятие карбкатион, карбанион, радикал; факторы, влияющие на их стабильность.
В квантохимической теории химического строения основными параметрами, определяющими индивидуальность молекулы, является её электронная и пространственная (стереохимическая) конфигурации. При этом в качестве электронной конфигурации, определяющей свойства молекулы принимается конфигурация с наинизшей энергией, то есть основное энергетическое состояние.
Электронная конфигурация — формула расположения электронов по различным электронным оболочкаматомахимического элемента или молекулы.
Часто химические связи образуются за счёт электронов, расположенных на разных атомных орбиталях (например, s – и р – орбитали). Несмотря на это, связи оказываются равноценными и расположены симметрично, что обеспечено гибридизацией атомных орбиталей.
Гибридизация орбиталей - это изменение формы некоторых орбиталей при образовании ковалентной связи для достижения более эффективного перекрывания орбиталей.
В результате гибридизации появляются новые гибридные орбитали, которые ориентируются в пространстве таким образом, чтобы после их перекрывания с орбиталями других атомов образующиеся электронные пары оказались максимально удалёнными друг от друга. Это сводит к минимуму энергию отталкивания электронов в молекуле.
Гибридизация не является реальным процессом. Это понятие введено для описания геометрической структуры молекулы. Форма частиц, возникающих при образовании ковалентных связей, в которых участвуют гибридные атомные орбитали, зависит от числа и типа этих орбиталей. При этом σ – связи создают жёсткий «скелет» частицы:
На практике вначале экспериментально устанавливают геометрическую структуру молекулы, после чего описывают тип и форму атомных орбиталей, участвующих в её образовании. Например, пространственная структура молекул аммиака и воды близка к тетраэдрической, но угол между связями в молекуле воды равен 104,5˚, а в молекуле NH3 – 107,3˚
.
Молекула аммиака имеет форму тригональной пирамиды с атомом азота в вершине. Атом азота находится в sp3- гибридном состоянии; из четырех гибридных орбиталей азота три участвуют в образовании одинарных связей N–H, а четвертая sp3 - гибридная орбиталь занята неподеленной электронной парой, она может образовать донорно-акцепторную связь с ионом водорода, образуя ион аммония NH4+, а также является причиной отклонения от тетраэдрического угла в строении
Любая положительно заряженная органическая частица с четным числом электронов, положительный заряд которой сосредоточен преимущественно на одном или нескольких углеродных атомах, входящих в состав частицы, называется карбокатионом.
Термин карбанион используется для обозначения отрицательно заряженных органических частиц, имеющих четное число электронов, отрицательный заряд в которых может быть сконцентрирован на одном или нескольких углеродных атомах, составляющих данную частицу. Все карбанионы представляют собой производные метил-аниона , формально генерируемого путем отрыва протона от метана, поэтому карбанионы можно рассматривать как сопряженные основания С—Н-кислот. Все карбанионы, при изображении их с помощью валентных структур, содержат трехвалентный атом углерода с неподеленной парой электронов (карбанионный центр).
Радикал — группа атомов, содержащая углеводородный остаток в молекуле.
Большинство радикалов образуются в ходе химических реакций при гомолитической диссоциации связей. Они сразу же претерпевают дальнейшие превращения в более устойчивые частицы
: